在銅冶煉工業(yè)，各種冶金窯爐使用最多的爐襯材料是各種鎂鉻耐火材料。為什么非鎂鉻耐火材料不可？選擇合適的耐火材料，必須要了解耐火材料的使用環(huán)境和耐火材料抵抗冶金介質(zhì)的侵蝕情況。

一：銅冶煉的主要特點(diǎn)

眾所周知，鋼鐵冶金工業(yè)用礦石主要為鐵礦石，屬氧化物礦；冶煉得到的金屬熔體為Fe-C熔體，熔渣為CaO-SiO2-Al203或CaO-SiO2-FeO渣系，冶煉中產(chǎn)生大量的CO氣體。與鋼鐵工業(yè)不同，煉銅或煉鎳工業(yè)所用礦石多為含銅、含鎳甚低的硫化物礦，因此冶煉中產(chǎn)生的氣體與遇到的熔體都與鋼鐵工業(yè)有很大差異, 其主要特點(diǎn)可歸納如下：

（1）氣氛中有大量SO2氣體。由于礦石為硫化物礦，冶煉中的中間產(chǎn)品為硫化物熔體，因此在熔煉與吹煉過程中要產(chǎn)生大量的SO2氣體，即爐內(nèi)的氣氛中含大量SO2。

（2）冶金過程中遇到的熔體不僅有氧化物熔渣、金屬熔體，還有硫化物熔體冰銅或冰镩（銅锍或鎳锍）。這些熔體的熔化溫度不僅比鋼鐵工業(yè)遇到的熔體要低得多，而且黏度小，流動(dòng)性好，因此，熔體的滲透性強(qiáng)。

（3）熔渣為Fe0-SiO2系渣，而且渣量大。由于硫化物礦與锍中含有大量硫化鐵，為了除去鐵，在熔煉與吹煉中要將FeS氧化為FeO,因此必須加入SiO2造渣，故爐渣的成分主要為FeO和SiO2。此外，由于礦石與锍中含銅或鎳都不甚高，所以熔煉與吹煉時(shí)，產(chǎn)生的渣量都很大。

（4）銅冶煉用部分窯爐，如轉(zhuǎn)爐等為間斷式生產(chǎn)爐，爐內(nèi)溫度波動(dòng)大，特別是風(fēng)口與風(fēng)口區(qū)不僅溫度波動(dòng)大而且頻繁，因此要求耐火材料不僅要抗熔蝕與沖刷，而且要抗熱剝落與結(jié)構(gòu)剝落。而結(jié)構(gòu)剝落卻是耐火氧化物材料的弱點(diǎn)，要克服這一弱點(diǎn)是較困難的，因此轉(zhuǎn)爐爐襯壽命一般總是低于其他有色冶煉爐。

二：各種耐火材料抗FeO-SiO2渣侵蝕性能

由于銅冶煉中耐火材料遇到的爐渣主要為Fe0-SiO2系渣，因此，了解各種耐火材料抵抗Fe0-SiO2渣侵蝕能力有助于合理選材。圖1-14給出了一些耐火氧化物與鐵硅系渣構(gòu)成的三元系在1500℃的液相區(qū)。圖1-15示出了1500℃時(shí) Al2O3、MgO、CaO、ZrO2等氧化物在FeO-SiO2渣中的溶解度。圖1-16則給出了 SiO2、Al2O3、MgO、MgO*Cr2O3在鐵橄欖石渣中的溶解速度。

由圖1-14、圖1-15、圖1-16可見，CaO與鐵硅系渣形成的液相區(qū)最大，在鐵硅系渣中的溶解度最高；而Cr2O3、ZrO2與鐵硅系渣形成的液相區(qū)最小，在鐵硅系渣中的溶解度也最小。這表明：CaO質(zhì)與含CaO多的白云石質(zhì)材料抗鐵硅系渣侵蝕性差，不適于用作銅冶煉用耐火材料。Cr2O3質(zhì)、ZrO2質(zhì)或含Cr2O3、 ZrO2的耐火材料抗鐵硅系渣侵蝕性好。